高壓氧治療》高壓純氧 治瘡 髮轉黑 【本報記者魏忻忻】2007/11/14
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50歲婦人因糖尿病截肢，接受高壓氧治療2個月後，原本灰白的頭髮竟然變黑，令人稱奇！但華髮變黑，其實是高壓氧治療的「副作用」，高壓氧最早用來治療潛水夫病，隨著人們對高壓氧的了解增加，在醫學上的用途日廣。
什是高壓氧？國防醫學院海底暨高壓氧研究所副教授陳紹原說明，高壓氧是將患者置於治療艙內，施以1.4個絕對大氣壓以上壓力，間歇性吸入100%氧氣的治療方式，原理是利用壓力使高濃度的氧溶解於血漿中，增加組織含氧量。
奇美醫學中心高壓氧科主任牛柯琪解釋，氧氣平常由血紅素攜帶，只有在高壓力、高濃度的情況下，才會溶於血漿。
只要不是特別住在高山或窪地，我們平常身處的環境承受的大氣壓力是一個絕對大氣壓，此時空氣中有78%是氮，氧佔21%，其他微量成分則包括二氧化碳、水氣、氬等微量惰性氣體。
也就是說，正常人呼吸的空氣中，氧氣約佔五分之一，其餘五分之四是氮氣。牛柯琪說，在一般的情況下，氧氣能夠以液體狀態自然溶解在血液中的量極少，我們能夠自然呼吸，細胞有充足的氧氣供應，全賴血液中的血紅素，血紅素存在於紅血球中，是攜帶氧氣的重要物質，負責把氧氣運送到身體各個細胞。
陳紹原解釋，在高度壓力的情況下，高濃度的氧氣才會進入血漿。這裡運用到亨利定律（Henry’s Law）：在固定的溫度下，氣體溶解在液體的量與壓力成正比。
他舉例，生活中最常見的例子是打開瓶蓋會冒氣泡的可樂和汽水，這些碳酸飲料出場封瓶前，先將氣體打入，並施壓讓氣體溶於飲料中，所以我們可以看到未開瓶的汽水平靜無「泡」，一旦打開瓶蓋，壓力解除，氣體就開始往上冒。
所以，當人們處於特製的高壓氧艙裡，施予1.4個絕對大氣壓以上壓力，同時給予純氧，氧氣便會大量溶解於血漿中，壓力愈大，血漿中氧氣愈多，常用的治療壓力可能達2.0到2.5個絕對大氣壓，幾乎是一般壓力的二到二點五倍。
人類使用氧氣治病的歷史極早，陳紹原說，十七世紀就有人嘗試利用壓力來治病；牛柯琪指出，早在1837年，歐洲曾經流行呼吸空氣作為一種保健方式，當時就叫做SPA，只是那時還不清楚空氣並不等於純氧，氧氣只佔空氣的五分之一；1937年時，美國海軍最早利用高壓氧治療潛水夫病，1950年開始漸漸將高壓氧運用於其他治療，1970年才根據證數據，有系統整理出高壓氧適應症。
讓白髮變黑並不屬於高壓氧治療的適應症，但牛柯琪和陳紹原說，臨床上許多接受高壓氧治療的患者都有類似現象，頭髮毛囊營養靠毛細血管供應，老化後頭皮毛細血管循環變差，黑色素細胞來不及把頭髮變黑，頭髮便是白的，一旦高壓氧供應足夠氧氣，促進毛囊細胞活性，黑色素活化，白髮於是轉黑。
【2007-11-14/聯合報】
高壓氧治療》你Q我A
Ｑ：高壓氧用在美容的成效？
Ａ；高壓氧的美容效果未經實證醫學，無法證明真的有效，也未被列入高氧壓治療的適應症。另外，高壓氧並非毫無風險，畢竟高濃度氧氣代表高度易燃，高壓氧設置、操作都有一定準則，醫界並不建議為了愛美，承擔如此高度風險。
Ｑ：高氧壓一定要用純氧嗎？
Ａ：三總曾經做過動物實驗，只給高濃度的氧氣或是只給予高度的壓力，完全沒有療效，證實高壓氧要有治療效果，壓力和氧氣都不可或缺。
Ｑ：吸純氧是不是比較好？
Ａ：造物主決定空氣中僅有五分之一是氧氣，自有道理。高濃度的氧氣固然可讓人產生欣快感，覺得精神抖擻，但人體呼吸需要靠二氧化碳刺激，長期處在高濃度氧氣下，對於慢性阻塞性肺疾病患者，可能會導致忘記呼吸。而氧氣也可能夠腦神經過度刺激，以腦部細胞不正常放電的癲癇患者來說，可能對氧氣反應更強，所也不適合接受高壓氧治療。（資料提供／陳紹原醫師）
【2007-11-14/聯合報】 [回標題]
幾何》五角+六角 原來足球長這樣 【記者郭錦萍】
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世界杯足球賽即將開踢，各地球迷也跟著腳癢，看足球賽，有人看熱鬧，但科學性的門道也有必要知道。
依據國際足協（FIFA）的規定，足球用的球，必須是球體，用皮或其他適合的材料製造而成。圓周為：68厘米至70厘米。在比賽前的重量為：410克至450克。
由於在比賽進行中，發現皮球破裂或漏氣時，必須停止比賽，並從球賽暫停處用新球以墜球方式重新開始比賽。假如球是在比賽暫停之際，如踢定位球、球門球、角球、自由球、點球或擲界外球時發生破裂或漏氣，則必須重新開始比賽。但未經裁判員的批准，不得更換皮球。
因為賽事可能因球中斷或重來，所以足球的堅固、耐踢成了重要課題。
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一九六七年時，美國建築師富勒（R. Buckminster Fuller）利用無數三角組合成一個巨大的球形屋，展示在蒙特婁世界博覽會，因為三角形結構最穩定。這個結構概念影響深遠，不但影響了天文化學C60的研究，也觸動了現代足球的發展。
早期數學家發現，由三角形組合成的4面體、6面體、8面體、12面體及20面體，是面數最少的對稱結構，其中又以正20面體最接近球形結構，但若真的當成球來踢，球員頭捶時很容易受傷。
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因此若將20面體的銳角切掉，可讓結構更接近對稱圓，立體結構的穩定也增加；20面體有12個頂點，每個頂點是由五個三角形組成，如果把12個頂點削平，就會產生12個正五邊形。至於原來的20個三角形，就變成20個正六邊形。
因發現C60獲得1996年諾貝爾獎的化學家，就是因為注意C60和足球的截角20面體結構相同，並體會到60個碳的位置就是因為位於60個頂點上，才會讓C60雖是對稱球型空心結構，但硬度超強；像C70就無法形成正圓，而是橢圓結構。
所有足球比賽都沒有規定要用正六邊形和正五邊形組合，但截角廿邊形堅固的優點被愛迪達公司相中，並在1970年世界杯推出「Telstar」 足球，因為大受歡迎，所以後來多足球都採相同設計。
至於球為什麼是黑白？有一說是，1970年是史上第一次電視彩色轉播的世足賽，所以，愛迪達推出Telstar（電視之星）時，就把它弄成黑白相間，好讓電視前的觀眾，能清楚看到球的運行。
【2006/03/31 聯合報】 [回標題]
元素》人工核融合 新創元素118 【聯合報／記者李名揚、郭錦萍】 2006/11/08
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美俄科學家合組的研究團隊日前宣布創造了第118號元素，且118號元素是這個小組發現的第5種超重元素。他們製造出的其他4種超重元素是113、114、115和116號元素。因為這些元素都是人造的，所以存在壽命超短，像原子量297的118號元素，只存在0.9毫秒，短到科學家還搞不清它們能做什麼。
不過研究人員強調，他們的發現也許不能立即投入實際應用，但可以讓研究人員更加接近理論物理學家提出的「穩定島」假說。
科學界發現，原子序超過110之後的原子，壽命會急劇下降。但學界認為114號元素附近應存在一個穩定區域，這一區域的超重原子核能夠長時間存在。這就是科學家在20世紀60年代提出的「穩定島」假說。
發現118號元素的小組製造114號元素時，存在時間就達到30秒。如果超重元素能夠穩定存在數分鐘或者數小時，科學家才有機會研究這些元素的性質，甚至可能發現特殊化學特性。
至於創造新元素的原理，多是應用把小原子結合在一起，即讓它們「核融合」或（又稱「核聚變」）。台大物理系教授楊信男解釋，原子核是由帶正電的質子和電中性的中子組成，2個原子核互相靠近時，會因都帶正電的「庫侖力（電力）」而互相排斥；但若能讓2個原子核靠在一起，核與核互相吸引的「強作用力」，會大於「庫侖力」，而使2個原子核結合在一起。通常是用加速器，讓較輕原子高速撞擊較重原子，使兩個原子核結合。
太陽因為內部不斷發生核融合反應，所以發出超高溫。楊信男表示，加速器使原子核前進的速度，比太陽內部1500萬度的原子速度還快，這樣才能創造出第118號元素，原因是太陽內部只是讓氘原子（氫的同位素，原子核為1個質子加1個中子）加速互撞，變成氦原子（有2個質子和2個中子）；但加速器是讓更重的鈣原子（有20個質子和20個中子），撞擊鉲原子（有98個質子和151個中子），這2個元素的原子核正電力強很多，庫崙排斥力也強很多，所以速度一定要更快，才能使2個原子核克服庫崙排斥力而互相接觸。
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延伸閱讀
1.化學元素王國之旅／艾金斯／天下文化
2.化學元素導覽／阿爾貝特•斯特沃特加／劉廣定（增訂）／世潮
3.化學元素發現的故事／田學賓／倚天
【2006/11/08 聯合報】 [回標題]
質子加速》質子加速 甩出了什麼？ 【聯合報／記者李名揚】2007/04/04
台大物理系教授何小剛最近提出，包括夸克、電子等基本粒子都應該有一個「超對稱粒子」，也就是說，基本粒子種類至少要加一倍，這個理論在全球物理學界就像投下威力十足的震撼彈。
1317億計畫 我也加入
巧的是，為探究相同問題而建造，位於瑞法邊界，由「歐洲粒子物理研究中心」主導、全世界34國合作花了1317億元台幣興建的「大強子對撞機（Large Hadron Collider）」，正準備用來把質子加速、互撞，模擬宇宙初生的情形；台灣的中央研究院、台灣大學和中央大學，都參與了這項重要研究計畫。
科學家建造大強子對撞機的目的之一，是要找到最根本的物理問題的答案：物質為何有質量？
質量和重量不同，重量一定是在有重力的地方（例如地球），物體受重力吸引，所產生的力，單位是「公斤重」；質量則是物體的慣性，單位為「公斤」，質量愈大的物體，慣性愈大，也就愈不容易改變其速度（包括加速及減速）。
重量與重力大小有關，質量則永遠不會改變，在地球上，質量6公斤的物品，重量就是6公斤重；但在月球上，重力只有地球的1/6，所以6公斤的物品，重量只有1公斤重，這就是太空人在月球上會感覺身體變輕的原因。
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希格斯粒子 質量來源
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台大物理系教授侯維恕指出，依照粒子物理的「標準模型（現階段學界對物質世界普遍認可的理論）」，在所有基本粒子中，只有希格斯粒子（Higgs）還沒被觀測到；物質之所以會有質量，就是跟希格斯粒子有交互作用的關係，所以科學家也把希格斯粒子戲稱為「神粒子」。
中央大學物理系助理教授蔣正偉說，想像基本粒子好比存在於一個「黏稠的希格斯海洋」，而感受到的「黏稠度」，每種粒子不同，如頂夸克質量很大，會受到希格斯海洋較多拉扯；而電子質量很輕，受到的牽制就較少。
所以要把頂夸克和電子推到同樣的加速度，推較重的頂夸克必須用比較大的力量，才能克服希格斯粒子和頂夸克不斷碰撞所造成的阻力；電子則因阻力較小，只要用較小力量就可推動。
另外如光子，完全沒有質量，就是因光子和希格斯粒子完全不會互相碰觸，雖然光子也是在希格斯粒子海中前進，但完全不會感受到阻力，所以速度最快。
延伸閱讀
1.原子的世界／翁寶山／清華大學
2.圖解量子力學／椎木一夫／商周
3.走向微觀世界：從湯木生到蓋爾曼／楊建鄴、李繼宏／世潮
【2007/04/04/聯合報】 [回標題]
2.原子結構。
3.元素符號。
4.週期表。
5.分子。
6.分子式。
7.原子量與分子量。
8.莫耳。
9.粒子觀點。